Общая химическая технология. В 2-х частях. Ч. II. Важнейшие химические производства. Изд. 3-е, перераб. и доп. - Мухленов И.П.
Скачать (прямая ссылка):
S
и
а,
I
о ° Я
к S- 3 1
sis;
s-Ii -
с с 1 к
= к a
¦Д . - яї 3* ^ ffl
X X со
с ш о О а Cl:
о
выделение NO в газовую фазу, как это может происходить при водной абсорбции:
NO + NO2 + Na2CO3 2NaNO2 + CO2 2NO2+ Na2CO3 -> NaNO2+ NaN03 + C02
Получаемые растворы нитрата и нитрита натрия выводятся из первой по ходу газа башни щелочной абсорбции для дальнейшей их переработки. На некоторых заводах вместо раствора соды башни орошают известковым молоком, получая нитрит и нитрат кальция.
HNO3 на шад
Рис. 24. Примерная схема производства слабой азотной кислоты под давлением
7,4•1O5 Н/м2:
/ — воздухозаборная труба; 2 — аппарат для очистки воздуха; 3 — газовый компрессор; 4 — газовая турбина; 5 — подогреватель воздуха; в — аппарат подготовки аммиака; 7 — смеситель с фильтром; S — контактный аппарат; в — котел-угнлизатор; 10 — окислитель с фильтром; // — абсорбционная колонна; 12 — холодильник-конденсатор; 13 — подогреватель хвостовых газов; 14 — камера сгорания; 15 — реактор каталитической очистки; IS — котел-утилизатор; 17 — выхлопная труба
Все башни с насадкой работают при режимах незначительного продольного перемешивания как газовой, так и жидкой фаз. Следовательно, к ним применима модель идеального вытеснения. Примерная технологическая схема производства азотной кислоты под повышенным давлением (7,3•1O5 Н/м2) приведена на рис. 24.
Атмосферный воздух, пройдя аппарат очистки, поступает на всас осевого компрессора, приводимого в движение газовой турбиной. Воздух сжимается компрессором до 7,3•1O5 Н/м2, нагреваясь при этом до 135° С, и поступает в подогреватель воздуха, где его температура повышается до 250° С за счет тепла выходящих из окислителя нитрозных газов. В смесителе воздух смешивается с аммиаком, поступающим из комбинированного аппарата подготовки аммиака, который включает испаритель, фильтр и подогреватель. Из смесителя аммиачно-воздушная смесь поступает в контактный аппарат, где при 890—9000C аммиак окисляется
на платиновых сетках. Нитрозные газы, содержащие 9,0—9,6% N0, поступают в котел-утилизатор.
Далее они поступают в окислитель, в верхней части которого установлен фильтр для улавливания платины (стекловата), затем последовательно они проходят подогреватель воздуха, где охлаждаются до 210—230° С, подогреватель хвостовых газов, где охлаждаются до 150—160° С, и холодильник-конденсатор, в котором температура нитрозных газов снижается до 45—50° С. Охлажденные нитрозные газы поступают в нижнюю часть абсорбционной колонны, представляющей собой аппарат диаметром 2, высотой 46 м, снабженный 49 ситчатыми тарелками. На тарелках уложены змеевики, в которые подается оборотная вода для отвода тепла. На верхнюю тарелку подается охлажденный конденсат, который, двигаясь навстречу потоку нитрозных газов, поглощает окислы азота с образованием азотной кислоты. Полученная азотная кислота самотеком направляется в продувочную колонну, где при помощи горячего воздуха производится отдувка растворенных окислов азота, которые подаются на 6-ю тарелку абсорбционной колонны. Хвостовые газы, выйдя из абсорбционной колонны, направляются через подогреватель хвостовых газов на каталитическую очистку.
Содержание окислов азота в газе на выходе из абсорбционной колонны составляет 0,05—0,1 об. %. Хвостовые газы при 110—120 С поступают в камеру горения, где подогреваются до 380—480 С путем смешения с горячими топочными газами, получаемыми при сжигании природного газа и воздуха. Смесь газов далее поступает в реактор очистки, где на двух слоях катализатора (палла-дированная окнсь алюминия и активная окись алюминия) осуществляется горение водородсодержащнх газов и восстановление окислов азота до элементарного азота. Температура газа на выходе из реактора достигает 700—710° С. Очищенные газы, пройдя фильтр для улавливания катализатора, подаются на турбину, где давление снижается до 1,07•1O5 Н/м2, преобразуя тепловую энергию газов в механическую на валу турбины, вращающей ротор воздушного компрессора. Отходящие газы направляются далее в котел-утилизатор и в выхлопную трубу. Установки, работающие под повышенным давлением, имеют следующие преимущества по сравнению с установками, работающими под атмосферным давлением-
1. Переработка окислов азота в азотную кислоту повышается до 98—99%, а концентрация получаемой азотной кислоты — до 60—62%. Отпадает необходимость в щелочной абсорбции.
2. Объем абсорбционных колонн в десятки раз меньше, чем башен с насадкой в системах, работающих при атмосферном давлении.
3. Уменьшаются капитальные затраты на постройку установки и расход специальной стали на изготовление аппаратов.
4. Упрощается обслуживание установки.
Однако увеличение потерь катализатора и расхода энергии с повышением давления является серьезным тормозом в развитии этого 62
способа. В связи с этим в последнее время наибольшее распространение получают схемы, в которых контактное окисление аммиака проводят при более низком давлении (до 4•1O5 Н/м2), чем окисление окиси азота (до 12 • 105 Н/м2). Для современных схем характерны большая мощность одной технологической нитки (380—400 тыс. т/год) и возможно более полное использование энергии отходящих
